pH e Alcalinidade: entenda a importância desses parâmetros e as diferenças entre eles
Atualizado: 6 de ago.
O pH e a alcalinidade são importantes parâmetros de monitoramento em diversos processos de tratamento de águas e efluentes, como a coagulação e floculação, os processos biológicos de oxidação da matéria orgânica e amônia, a precipitação de metais e minerais, entre outros. Porém, mesmo havendo uma relação muito próxima entre os dois parâmetros, eles representam aspectos diferentes da química da água.
O pH é uma medida da acidez ou basicidade da água, variando de 0 a 14. Um pH de 7 é neutro, abaixo de 7 é ácido e acima de 7 é básico (ou alcalino). Já a alcalinidade mede a capacidade da água de neutralizar ácidos (tampão), ou seja, sua resistência a mudanças de pH. É determinada pela presença de bicarbonatos, carbonatos e, em menor grau, hidróxidos.
Confira abaixo as características de cada um dos parâmetros, em detalhes:
pH
Conceito:
Potencial hidrogeniônico. Representa a concentração de íons hidrogênio H+ (em escala antilogarítmica), dando uma indicação sobre a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água. A faixa de pH é de 0 a 14. É calcula pela expressão abaixo:
pH = - log [H+]
Forma do constituinte responsável:
Sólidos dissolvidos, gases dissolvidos.
Origem natural:
Dissolução de rochas
Absorção de gases da atmosfera
Oxidação da matéria orgânica
Fotossíntese
Origem antropogênica:
Despejos domésticos (oxidação da matéria orgânica)
Despejos industriais (ex: lavagem ácida de tanques)
Importância:
Não tem implicação em termos de saúde pública (a menos que os valores sejam extremamente baixos ou elevados, a ponto de causar irritação na pele ou nos olhos)
É importante em diversas etapas do tratamento da água (coagulação, desinfecção, controle da corrosividade, remoção da dureza)
pH baixo: potencial corrosivo e agressividade nas tubulações e peças das águas de abastecimento
pH elevado: possibilidade de incrustações nas tubulações e peças das águas de abastecimento
Valores de pH afastados da neutralidade: podem afetar a vida aquática (ex: peixes) e os microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico dos esgotos
Utilização mais frequente do parâmetro:
Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas
Caracterização de efluentes brutos
Controle da operação de estações de tratamento de água (coagulação e grau de incrustabilidade/corrosividade)
Controle da operação de estações de tratamento de esgotos (digestão anaeróbia)
Caracterização de corpos d’água
Interpretação dos resultados:
Geral:
pH < 7: condições ácidas
pH = 7 : neutralidade
pH >7 : condições básicas ou alcalinas
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
diferentes valores de pH estão associados a diferentes faixas de atuação ótima de coagulantes
frequentemente o pH necessita ser corrigido antes e/ou depois da adição de produtos químicos no tratamento
a variação do pH influencia o equilíbrio de compostos químicos, como por exemplo na desinfecção com compostos de cloro, pois a formação do ácido hipocloroso (HOCl), significativamente mais eficiente na inativação dos microrganismos, é governada pelo pH
Em termos de tratamento de efluentes:
valores de pH afastados da neutralidade tendem a afetar as taxas de crescimento de microrganismos
a variação do pH influencia o equilíbrio de compostos químicos, como por exemplo a concentração de amônia nas formas livre e de íon amônio
valores de pH elevados possibilitam a precipitação de metais
o padrão de lançamento de efluentes em corpos d’água, de acordo com a Conama 430/2011, é entre 5 e 9
Em termos de corpos d'água:
valores elevados de pH podem estar associados à proliferação de algas
valores elevados ou baixos podem ser indicativos da presença de efluentes industriais
a variação do pH influencia o equilíbrio de compostos químicos
Valores típicos:
As águas naturais de superfície normalmente apresentam pH variando de 6,0 a 8,5.
O esgoto sanitário bruto geralmente possui pH entre 6,7 a 8,0.
Alcalinidade
Conceito:
Quantidade de íons na água que reagirão para neutralizar os íons hidrogênio. É uma medição da capacidade da água de neutralizar os ácidos (capacidade de resistir às mudanças de pH: capacidade tampão). Os principais constituintes da alcalinidade são os bicarbonatos (HCO3-), carbonatos (CO32-) e os hidróxidos (OH-). A distribuição entre as três formas na água é função do pH.
Forma do constituinte responsável:
Sólidos dissolvidos
Origem natural:
Dissolução de rochas
Reação do CO2 com a água (CO2 advindo da atmosfera ou da decomposição da matéria orgânica)
Origem antropogênica:
Despejos industriais
Importância:
Não tem significado sanitário para a água potável, mas em elevadas concentrações confere um gosto amargo para a água
É uma determinação importante no controle do tratamento de água, estando relacionada com a coagulação, redução de dureza e prevenção da corrosão em tubulações
É uma determinação importante no tratamento de esgotos, quando há evidências de que a redução do pH pode afetar os microrganismos responsáveis pela depuração
Utilização mais frequente do parâmetro:
Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas
Caracterização de efluentes brutos
Controle da operação de estações de tratamento de água (coagulação e grau de incrustabilidade/corrosividade)
Unidade: mg/L de CaCO3 (também em miliequivalentes/L = equivalente/m3; os valores são diferentes dos expressos em mg/L)
Interpretação dos resultados:
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
a alcalinidade, o pH e o teor de gás carbônico estão inter-relacionados
pH > 9,4: a alcalinidade será em virtude da presença de hidróxidos e carbonatos
pH entre 8,3 e 9,4: a alcalinidade será em virtude da presença de carbonatos e bicarbonatos
pH entre 4,4 e 8,3: a alcalinidade será em virtude da presença apenas de bicarbonatos
Na potabilização de águas para consumo humano, a alcalinidade adquire função primordial no êxito do processo de coagulação minimizando a redução muito significativa do pH após a dispersão do coagulante, principalmente quando este for um sal metálico
Em termos de tratamento de efluentes:
processos oxidativos (como a nitrificação) tendem a consumir alcalinidade, a qual, caso atinja baixos teores, pode dar condições a valores reduzidos de pH, afetando a própria taxa de crescimento dos microrganismos responsáveis pela oxidação
Valores típicos:
Águas naturais de origem superficial no brasil apresentam alcalinidade comumente inferior a 100 mg/L de CaCO3.
No esgoto sanitário, a concentração geralmente se encontra na faixa entre 100 a 250 mg/L de CaCO3.
Referências Bibliográficas:
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